Fiche technique LED CMS 19-213/S2C-AP1Q2B/3T - Orange Brillant - 2.0x1.25x0.8mm - Tension directe 1.75-2.35V - Puissance 60mW - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La 19-213/S2C-AP1Q2B/3T est une LED à montage en surface (CMS) conçue pour des applications miniatures et à haute densité. Utilisant la technologie de puce AlGaInP, elle émet une lumière orange brillante avec une longueur d'onde dominante typique de 611 nm. Son encombrement compact et sa construction légère en font un choix idéal pour les conceptions électroniques modernes où l'espace et le poids sont des contraintes critiques.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED découlent de son boîtier CMS. Il permet des conceptions de circuits imprimés (PCB) nettement plus petites par rapport aux composants traditionnels à broches. Cela conduit à une densité de composants plus élevée, réduit les besoins de stockage pour les composants et les produits finis assemblés, et contribue finalement à la miniaturisation des équipements finaux. Le composant est également conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Applications cibles

Cette LED est bien adaptée à diverses fonctions d'indication et de rétroéclairage. Les domaines d'application typiques incluent le rétroéclairage des tableaux de bord et des interrupteurs dans les commandes automobiles ou industrielles. Dans les télécommunications, elle peut servir d'indicateur ou de rétroéclairage dans des appareils tels que les téléphones et les télécopieurs. Elle est également applicable pour le rétroéclairage plat des LCD, des interrupteurs et des symboles, ainsi que pour une utilisation générale comme indicateur.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques de la LED tels que définis dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti. Les valeurs clés incluent :

• Tension inverse (VR) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Courant direct continu (IF) :25 mA.
• Courant direct de crête (IFP) :60 mA, autorisé uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz).
• Puissance dissipée (Pd) :60 mW. C'est la perte de puissance maximale admissible sous forme de chaleur.
• Température de fonctionnement & de stockage :-40°C à +85°C (fonctionnement), -40°C à +90°C (stockage).
• Température de soudage :Résiste au soudage par refusion à 260°C pendant 10 secondes ou au soudage manuel à 350°C pendant 3 secondes.
• Décharge électrostatique (ESD) :Classification Modèle du Corps Humain (HBM) de 2000 V. Des précautions de manipulation ESD standard sont nécessaires.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées dans des conditions de test standard de Ta=25°C et IF=20 mA, ces paramètres définissent les performances de la LED.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 45,0 mcd à un maximum de 112,0 mcd. La valeur réelle est déterminée par le processus de classement.
• Angle de vision (2θ1/2) :Un large angle de 120 degrés, fournissant un éclairage large et uniforme adapté aux applications d'indication.
• Longueur d'onde de crête (λp) :Typiquement 611 nm.
• Longueur d'onde dominante (λd) :Spécifiée entre 600,5 nm et 612,5 nm, définissant la couleur orange perçue.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :Approximativement 17 nm, typique pour les LED AlGaInP.
• Tension directe (VF) :Entre 1,75 V et 2,35 V à 20 mA. Cette plage est critique pour la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 μA à VR=5V. La fiche technique note explicitement que le dispositif n'est pas conçu pour un fonctionnement en inverse.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes. La 19-213 utilise trois paramètres de classement indépendants.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en quatre classes (P1, P2, Q1, Q2) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à IF=20mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner un niveau de luminosité adapté à leur application, de l'indicateur standard (P1 : 45,0-57,0 mcd) aux besoins de luminosité plus élevée (Q2 : 90,0-112,0 mcd).

3.2 Classement de la longueur d'onde dominante

La teinte orange est contrôlée via les classes de longueur d'onde dominante D8 à D11. Chaque classe couvre une plage de 3 nm, de 600,5-603,5 nm (D8) à 609,5-612,5 nm (D11). Cela garantit un aspect couleur étroitement contrôlé sur un lot de production.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est classée en trois catégories (0, 1, 2). Cela aide à concevoir des circuits de limitation de courant efficaces, car connaître la plage VF (par ex., Classe 0 : 1,75-1,95V, Classe 2 : 2,15-2,35V) permet un calcul plus précis de la résistance pour atteindre le courant de commande cible.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour comprendre le comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale

La courbe spectrale montre un pic dominant unique centré autour de 611 nm, caractéristique du matériau AlGaInP. La largeur de bande relativement étroite confirme la pureté de la couleur orange émise.

4.2 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement polaire illustre l'angle de vision de 120 degrés. L'intensité est presque uniforme sur une large région centrale, décroissant progressivement vers les bords, ce qui est idéal pour les indicateurs grand angle.

4.3 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre une relation sous-linéaire. Bien que la sortie augmente avec le courant, l'efficacité diminue généralement à des courants plus élevés en raison d'une génération de chaleur accrue. Fonctionner à ou en dessous du 20 mA recommandé assure des performances et une longévité optimales.

4.4 Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante

La sortie lumineuse est inversement proportionnelle à la température de jonction. La courbe montre une diminution de la sortie lorsque la température ambiante dépasse 25°C. Ce déclassement thermique est une considération critique pour les applications en environnements à haute température.

4.5 Courbe de déclassement du courant direct

Ce graphique définit le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour éviter la surchauffe et assurer la fiabilité, le courant direct doit être réduit lors d'un fonctionnement à des températures ambiantes élevées.

4.6 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe IV)

La courbe IV démontre la caractéristique exponentielle de la diode. La tension directe augmente avec le courant. Les plages de classement pour VF sont définies le long de cette courbe au point de test de 20 mA.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement CMS compact. Les dimensions clés incluent une taille de corps d'environ 2,0 mm de longueur, 1,25 mm de largeur et 0,8 mm de hauteur (typique pour ce type de boîtier, les valeurs exactes doivent être prises sur le dessin coté). La fiche technique inclut un dessin coté détaillé avec une tolérance standard de ±0,1 mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement marquée sur le composant, souvent par une encoche, un point vert ou une forme différente du côté cathode de la lentille. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter tout dommage.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour la fiabilité. La fiche technique fournit des instructions spécifiques.

6.1 Limitation du courant

Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. La caractéristique IV exponentielle de la LED signifie qu'une petite augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante, potentiellement destructrice, du courant.

6.2 Stockage et sensibilité à l'humidité

Les composants sont emballés dans un sac résistant à l'humidité avec dessiccant.

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Après ouverture, utiliser dans les 168 heures (7 jours) si stocké à ≤30°C et ≤60% HR.
• Si non utilisé, refermer dans un emballage étanche à l'humidité.
• Si les limites d'exposition sont dépassées, un séchage à 60±5°C pendant 24 heures est requis avant le soudage par refusion.

6.3 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion sans plomb est spécifié :

• Préchauffage : 150-200°C pendant 60-120 secondes.
• Temps au-dessus du liquidus (217°C) : 60-150 secondes.
• Température de crête : 260°C maximum, maintenue ≤10 secondes.
• Taux de chauffage maximum : 6°C/sec, taux de refroidissement maximum : 3°C/sec.
• La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois.

6.4 Soudage manuel et retouche

Si un soudage manuel est nécessaire, limiter la température de la panne à ≤350°C, appliquer la chaleur à chaque borne pendant ≤3 secondes, et utiliser un fer basse puissance (<25W). Pour la retouche, un fer à souder double tête est recommandé pour chauffer simultanément les deux bornes et éviter les contraintes mécaniques. L'impact de la retouche sur les caractéristiques de la LED doit être vérifié au préalable.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Emballage standard

Les LED sont fournies en bande porteuse gaufrée de 8 mm de large, enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre. Chaque bobine contient 3000 pièces.

7.2 Informations sur l'étiquette

L'étiquette de la bobine contient des informations critiques pour la traçabilité et l'identification :

• CPN : Numéro de pièce du client.
• P/N : Numéro de pièce du fabricant (19-213/S2C-AP1Q2B/3T).
• QTY : Quantité d'emballage.
• CAT : Code de classe d'intensité lumineuse (ex. : Q2).
• HUE : Code de classe de chromaticité/longueur d'onde dominante (ex. : D10).
• REF : Code de classe de tension directe (ex. : 1).
• LOT No. : Numéro de lot de fabrication.

8. Considérations de conception pour l'application

8.1 Conception du circuit de commande

Toujours utiliser une résistance en série pour fixer le courant direct. Calculer la valeur de la résistance avec la formule : R = (Vcc - VF) / IF, où VF doit être choisie à partir de la valeur maximale dans la classe de tension sélectionnée pour garantir que le courant ne dépasse pas la cible de conception dans les pires conditions. Considérer les courbes de déclassement pour un fonctionnement à haute température.

8.2 Gestion thermique

Bien que petite, la LED génère de la chaleur. Assurer une surface de cuivre de PCB adéquate ou des vias thermiques, surtout lors d'un pilotage à des courants plus élevés ou à des températures ambiantes élevées, pour évacuer la chaleur de la jonction de la LED et maintenir les performances et la durée de vie.

8.3 Intégration optique

Le large angle de vision de 120 degrés le rend adapté aux applications nécessitant une large visibilité. Pour les guides de lumière ou les lentilles, le diagramme de rayonnement doit être pris en compte pour assurer un couplage efficace et le motif d'éclairage souhaité.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux anciens boîtiers LED traversants, ce type CMS offre une réduction drastique de la taille et du poids, permettant des conceptions modernes miniaturisées. Dans le segment des LED orange CMS, ses principaux points de différenciation sont sa combinaison spécifique de technologie AlGaInP (pour une émission orange/rouge efficace), la structure de classement définie pour la cohérence couleur/luminosité, et sa conformité aux normes sans halogène et autres normes environnementales. Les directives détaillées de déclassement et de manipulation fournissent également aux concepteurs des paramètres clairs pour une mise en œuvre fiable.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant le pire cas VF (max de votre classe sélectionnée, par ex. 2,35V de la Classe 2) et une cible IF de 20 mA : R = (5V - 2,35V) / 0,020A = 132,5 Ω. Une résistance standard de 130 Ω ou 150 Ω serait appropriée, mais toujours vérifier le courant réel dans vos conditions spécifiques.

10.2 Puis-je piloter cette LED sans résistance de limitation de courant ?

Non. La caractéristique IV de la diode est exponentielle. La connecter directement à une source de tension, même proche de sa VF nominale, entraînera probablement un courant excessif, une surchauffe rapide et une défaillance immédiate.

10.3 Pourquoi y a-t-il une limite de 7 jours après l'ouverture du sac anti-humidité ?

Les boîtiers CMS peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère. Pendant le soudage par refusion, cette humidité piégée peut s'évaporer rapidement, provoquant un délaminage interne ou un "effet pop-corn", qui fissure le boîtier et détruit le composant. La durée de vie de 168 heures est le temps d'exposition sûr pour le niveau de sensibilité à l'humidité de ce composant.

10.4 Comment interpréter la référence 19-213/S2C-AP1Q2B/3T ?

Bien que le codage d'entreprise exact puisse varier, il fait généralement référence au produit de base (19-213), au type de boîtier (CMS), et inclut probablement des codes pour les classes spécifiques d'intensité lumineuse (Q2), de longueur d'onde dominante et de tension directe sélectionnées pour cette commande.

11. Étude de cas d'intégration

Scénario :Conception d'un panneau d'indicateur d'état pour un contrôleur industriel fonctionnant dans un environnement jusqu'à 60°C. Une couleur orange uniforme et une luminosité cohérente sur plusieurs indicateurs sont critiques.

Mise en œuvre :

1. Sélection des composants :Spécifier les LED d'un seul lot de production et des classes serrées (ex. : Q1 pour l'intensité, D10 pour la longueur d'onde) pour assurer une cohérence visuelle.
2. Conception du circuit :En utilisant une ligne de 3,3V, calculer la résistance série. En supposant la classe VF 1 (max 2,15V) et visant 18 mA (légèrement déclassé pour la température) : R = (3,3V - 2,15V) / 0,018A ≈ 64 Ω. Utiliser une résistance de 62 Ω ou 68 Ω avec une tolérance de 1%.
3. Conception thermique :Placer la LED loin des autres sources de chaleur sur le PCB. Utiliser une petite zone de cuivre connectée au plot de cathode (généralement le plot thermique) pour dissiper la chaleur, en tenant compte de l'ambiance à 60°C et en consultant la courbe de déclassement du courant direct.
4. Assemblage :Planifier l'assemblage du PCB de sorte que la bobine de LED soit ouverte et utilisée dans la fenêtre de 7 jours. Suivre précisément le profil de refusion spécifié.

Cette approche assure un fonctionnement fiable, un aspect cohérent et une stabilité à long terme dans l'environnement cible.

12. Principe technologique

Cette LED est basée sur le matériau semi-conducteur AlGaInP (Phosphure d'Aluminium Gallium Indium). Lorsqu'une tension directe est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage AlGaInP détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, l'orange (~611 nm). Le boîtier CMS encapsule la minuscule puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique, intègre une lentille pour façonner le faisceau lumineux et offre des bornes soudables pour la connexion électrique.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les LED d'indication et de rétroéclairage continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumière par unité d'entrée électrique), une fiabilité accrue et une miniaturisation encore plus poussée. Il y a également une forte impulsion à l'échelle de l'industrie pour une conformité plus large aux réglementations environnementales (au-delà de RoHS pour inclure des substances comme les PFAS) et le développement d'emballages encore plus robustes pour résister à des processus de soudage à plus haute température. La standardisation des codes de classement et de la documentation technique détaillée, comme on le voit dans cette fiche technique, facilite l'intégration et la gestion de la chaîne d'approvisionnement pour les fabricants.